研究人员精确定位了盲人通过声音识别面孔的大脑区域

乔治城大学医学中心的神经科学家和同事们使用一种专门的设备将图像转换成声音，表明盲人使用大脑中梭状回面部区域来识别基本的面孔，梭状回面部区域对正常人的面部处理至关重要。

该研究结果发表在2023年11月22日的《公共科学图书馆·综合》上。

乔治城大学神经科学系教授、本研究的资深作者Josef Rauschecker博士说:“一段时间以来，人们都知道盲人可以通过使用其他感官在一定程度上弥补视力的丧失。”“我们的研究测试了视觉和听觉之间的可塑性或补偿程度，通过一种我们称之为感官替代装置的技术设备，将基本的视觉模式编码为听觉模式。通过使用功能性磁共振成像(fMRI)，我们可以确定大脑中这种代偿性可塑性发生的位置。”

人类和非人类灵长类动物的面部感知是由专门的皮质区域拼凑而成的。这些地区如何发展仍然存在争议。由于面部识别对社会行为的重要性，许多研究人员认为，灵长类动物的面部识别神经机制是先天的，或者依赖于早期的面部视觉经验。

“我们对盲人的研究结果表明，梭状回面部区域的发展并不依赖于对实际视觉面孔的体验，而是依赖于对面部几何结构的接触，这可以通过其他感官模式传达，”劳斯切克补充道。

Paula Plaza博士是这项研究的主要作者之一，目前在智利的Andres Bello大学工作，她说:“我们的研究表明，梭状回面部区域编码了面部的‘概念’，而不管输入渠道或视觉体验如何，这是一个重要的发现。”

6名盲人和10名视力正常的人作为对照组，接受了三轮功能性核磁共振扫描，以观察在将图像转换为声音的过程中，大脑的哪些部分被激活了。科学家们发现，盲人的大脑被声音激活主要发生在左侧梭状回面部区域，而正常人的面部信息处理主要发生在右侧梭状回面部区域。

“我们相信盲人和正常人的左右脑差异可能与梭状回左右脑处理面部的方式有关——要么是连接的模式，要么是分开的部分，这可能是帮助我们改进感官替代装置的重要线索，”同时也是乔治城大学神经工程中心联合主任的劳斯切克说。

目前，有了他们的设备，盲人可以识别一张基本的“卡通”脸(比如表情符号笑脸)，当它被转录成声音模式时。通过声音识别人脸是一个耗时的过程，需要多次练习。每一个阶段都是从让人们认识简单的几何形状开始的，比如水平线和垂直线;然后刺激的复杂性逐渐增加，所以线条形成了形状，比如房子或脸，然后变得更加复杂(高的房子和宽的房子，快乐的脸和悲伤的脸)。

最终，科学家们希望将真实面孔和房屋的照片与他们的设备结合使用，但研究人员指出，他们首先必须大大提高设备的分辨率。“我们希望能够弄清楚盲人是否有可能从照片中学会识别个人。这可能需要我们的设备进行更多的练习，但现在我们已经确定了大脑中发生翻译的区域，我们可能更好地处理如何微调我们的过程”。